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智能驾驶汽车规划控制算法及仿真应用

智能驾驶汽车规划控制算法及仿真应用

作者:胡明辉 著
出版社:科学出版社出版时间:2024-09-01
开本: 其他 页数: 354
本类榜单:工业技术销量榜
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智能驾驶汽车规划控制算法及仿真应用 版权信息

智能驾驶汽车规划控制算法及仿真应用 内容简介

本书立足于国家智能网联汽车重大战略发展方向,以智能驾驶汽车规划控制算法作为研究对象,从算法原理、伪代码分析、理论推导、仿真案例等多个方面详细阐述34种规划控制算法,有助于推动我国智能汽车产业及行业人才事业的蓬勃发展。

智能驾驶汽车规划控制算法及仿真应用 目录

目录**部分 基础知识篇第1章 绪论 31.1 智能驾驶汽车概述 31.1.1 智能驾驶汽车的发展 31.1.2 智能驾驶汽车分级 41.1.3 智能驾驶汽车关键技术 41.2 规划决策系统概述 61.2.1 术语概念 61.2.2 全局路径规划 91.2.3 局部路径规划 111.2.4 速度规划 131.3 控制执行系统概述 131.3.1 横向控制与纵向控制 131.3.2 路径跟踪控制与轨迹跟踪控制 141.3.3 分层控制 141.3.4 反馈控制 14第2章 MATLAB基础操作指南 162.1 MATLAB编程技巧 162.1.1 数据类型的选择 162.1.2 矩阵操作技巧 182.1.3 MATLAB常用库函数 192.2 MATLAB自动驾驶工具箱 202.2.1 驾驶场景设计器 212.2.2 自动驾驶函数库 222.2.3 自动驾驶场景案例 23第二部分 全局路径规划算法篇第3章 基于拓扑图的全局路径规划算法 293.1 术语概念 293.1.1 算法的复杂度 293.1.2 拓扑图简介 303.1.3 广度优先搜索和深度优先搜索 313.2 Dijkstra算法 343.2.1 Dijkstra算法简介 343.2.2 伪代码及分析 353.2.3 案例精讲 363.2.4 MATLAB仿真 373.3 Floyd算法 393.3.1 Floyd算法简介 393.3.2 伪代码及分析 403.3.3 案例精讲 413.3.4 MATLAB仿真 433.4 基于拓扑图的路径规划实战案例 443.4.1 路段行程时间的周期相似性 443.4.2 传统路径规划思想的缺陷 453.4.3 路网建模仿真及数据库建立 473.4.4 动态路网的全局*优路径规划思想 493.4.5 全局*优路径规划思想的仿真试验验证 51第4章 基于栅格图的全局路径规划算法 544.1 术语概念 544.1.1 栅格图简介 544.1.2 启发式搜索和增量式搜索 564.2 A*算法 564.2.1 A*算法简介 564.2.2 伪代码及分析 564.2.3 案例精讲 584.2.4 MATLAB仿真 604.3 D*算法 654.3.1 D*算法简介 654.3.2 伪代码及分析 654.3.3 案例精讲 684.3.4 MATLAB仿真 694.4 LPA*算法 714.4.1 LPA*算法简介 714.4.2 伪代码及分析 724.4.3 案例精讲 744.4.4 MATLAB仿真 764.5 D*Lite算法 784.5.1 D*Lite算法简介 784.5.2 伪代码及分析 794.5.3 案例精讲 824.5.4 MATLAB仿真 844.6 四种栅格图路径规划算法对比分析 86第5章 基于采样的全局路径规划算法 885.1 术语概念 885.1.1 采样算法 885.1.2 算法的完备性与*优性 885.1.3 路径与障碍物的碰撞检测方法 895.2 PRM算法 925.2.1 PRM算法简介 925.2.2 伪代码及分析 925.2.3 案例精讲 935.2.4 MATLAB仿真 945.3 RRT算法 1005.3.1 算法简介 1005.3.2 伪代码及分析 1005.3.3 案例精讲 1015.3.4 MATLAB仿真 1025.4 基于RRT的几种改进算法 1055.4.1 RRT-Connect算法 1055.4.2 RRT*算法 1095.4.3 Informed RRT*算法 113第三部分 局部路径规划算法篇第6章 基于参数*线的局部路径规划算法 1196.1 术语概念 1196.1.1 车辆运动学约束的基本概念 1196.1.2 控制点、型值点和插值点 1206.1.3 *率的三种计算方式 1206.1.4 基于三点求外接圆*率与基于参数方程求*率方法的对比 1256.2 五次多项式*线 1266.2.1 算法简介 1266.2.2 五次多项式*线路径 1276.2.3 五次多项式*线轨迹 1306.2.4 五次多项式螺旋*线路径 1326.3 Dubins*线 1346.3.1 算法简介 1346.3.2 Dubins*线分类 1356.3.3 Dubins*线切点计算 1366.3.4 CSC类型和CCC类型的Dubins*线计算 1376.3.5 MATLAB仿真 1386.4 贝塞尔*线 1406.4.1 算法简介 1406.4.2 贝塞尔*线的数学推导 1416.4.3 贝塞尔*线的性质 1446.4.4 案例精讲与MATLAB仿真 1456.5 B样条*线 1476.5.1 算法简介 1476.5.2 B样条*线理论介绍 1476.5.3 B样条*线分类 1496.5.4 B样条*线的性质 1506.5.5 基于控制点的B样条*线路径规划 1516.5.6 基于型值点的B样条*线路径规划 1546.6 三次样条*线 1566.6.1 龙格现象及样条插值 1566.6.2 分段三次样条插值推导 1576.6.3 案例精讲与MATLAB仿真 159第7章 基于数学优化的局部路径规划算法 1617.1 术语概念 1617.1.1 数学优化与智能优化 1617.1.2 横纵向解耦规划 1627.1.3 笛卡儿坐标系与Frenet坐标系 1637.1.4 二次型、正定矩阵、雅可比矩阵和海塞矩阵 1647.2 动态规划算法 1667.2.1 算法简介 1667.2.2 伪代码及分析 1677.2.3 案例精讲 1687.3 二次规划算法 1717.3.1 算法简介 1717.3.2 算法理论介绍 1717.4 动态规划算法和B样条*线法在路径规划中的应用 1747.4.1 构建自动驾驶场景 1747.4.2 撒点采样 1747.4.3 利用动态规划算法初步规划路径 1777.4.4 利用B样条*线法平滑路径 1807.5 动态规划算法和二次规划算法在速度规划中的应用 1817.5.1 生成ST图 1827.5.2 撒点采样 1847.5.3 利用动态规划算法初步规划速度*线 1857.5.4 利用二次规划算法平滑速度*线 186第8章 基于智能优化的局部路径规划算法 1948.1 术语概念 1948.1.1 群智能算法概述 1948.1.2 全局*优与局部*优 1958.1.3 参数与超参数 1958.2 遗传算法 1968.2.1 算法简介 1968.2.2 遗传算法的建模思想 1978.2.3 案例精讲 1998.2.4 MATLAB仿真 2018.3 粒子群算法 2068.3.1 算法简介 2068.3.2 粒子群算法的建模思想 2078.3.3 案例精讲 2108.3.4 MATLAB仿真 2118.4 蚁群算法 2138.4.1 算法简介 2138.4.2 蚁群算法的建模思想 2148.4.3 在拓扑地图中的应用 2168.4.4 在旅行商问题中的应用 2208.5 其他群智能优化算法 2228.5.1 人工鱼群算法 2228.5.2 人工蜂群算法 2258.5.3 狼群算法 228第9章 其他常用路径规划算法 2319.1 Q学习算法 2319.1.1 机器学习、强化学习与深度学习的概念 2319.1.2 Q学习算法原理介绍 2329.1.3 MATLAB仿真 2329.2 人工势场法 2369.2.1 人工势场法简介 2369.2.2 算法推导 2369.2.3 算法缺陷分析及改进 2409.2.4 MATLAB仿真 2429.3 动态窗口法 2459.3.1 算法简介 2459.3.2 运动学模型及速度采样 2459.3.3 构造评价函数筛选*优轨迹 2479.3.4 MATLAB仿真 247第四部分 控制算法篇第10章 轨迹跟踪控制的基本概念 25310.1 轨迹跟踪控制的横向误差 25310.2 车辆运动学模型 25510.2.1 阿克曼转向原理 25610.2.2 二自由度车辆运动学模型 25710.2.3 基于跟踪误差的运动学模型离散状态空间方程 25810.3 车辆动力学模型 26010.3.1 航向角、质心侧偏角与横摆角 26010.3.2 车辆二自由度动力学模型 26110.3.3 基于跟踪误差的动力学模型离散状态空间方程 26310.4 李雅普诺夫稳定性理论 265第11章 基于车辆运动模型的轨迹跟踪控制算法 26811.1 PID控制算法 26811.1.1 算法简介 26811.1.2 PID控制算法理论 26811.1.3 MATLAB仿真 27011.1.4 PID参数整定 27211.2 纯跟踪控制算法 27511.2.1 算法简介 27511.2.2 算法理论介绍 27611.2.3 MATLAB仿真 27711.3 前轮反馈控制算法(Stanley算法) 27911.3.1 算法简介 27911.3.2 算法理论介绍 27911.3.3 MATLAB仿真 28111.4 后轮反馈控制算法 28211.4.1 算法简介 28211.4.2 算法理论介绍 28311.4.3 MATLAB仿真 28411.5 模糊控制算法 28611.5.1 算法简介 28611.5.2 基于李雅普诺夫反演法的控制律推导 28611.5.3 模糊控制器设计 28911.5.4 MATLAB仿真 293第12章 基于状态空间方程的轨迹跟踪控制算法 29612.1 线性二次型调节器(LQR)算法 29612.1.1 算法简介 29612.1.2 LQR理论介绍 29612.1.3 基于运动学模型的MATLAB仿真 29912.1.4 基于动力学模型的MATLAB仿真 30212.2 模型预测控制(MPC)算法 30412.2.1 算法简介 3041
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